블록 밸브가 무엇이며 어떻게 유체 시스템을 차단합니까?

유체 시스템에서 가압 레그(energized leg)를 배출할 때 블록 밸브 두 개를 연달아 설계하고 설치하는 것이 산업 표준이자 안전 표준이 되었습니다. 더블 블록 밸브 시퀀스(double block valve sequence)는 꼭 필요한 무압 및 무유량 상태를 만들 수 있는 매우 안전한 방법입니다.

엔지니어가 유체 시스템을 차단하려고 두 블록 밸브를 설계할 때, 일반적으로 다음 두 가지 방법을 사용합니다. 첫 번째 방법은 두 블록 밸브 사이에 세 번째 밸브를 추가하여 첫 번째 블록에서 누설될 수 있는 압력을 전부 배출하거나 빼내는 것입니다. 두 번째 방법은 세 번째 밸브를 사용하여 유로의 방향을 유지보수 중인 라인 주변의 바이패스 루프(bypass loop)로 전환시키는 것입니다. 아래에 시스템 차단과 유지보수 시 안전에 중점을 둔 설계 옵션을 제공하는 유체 시스템 구성 두 가지가 설명되어 있습니다.

차단 구성 옵션

유체 라인에서 차단을 달성하는 데 사용되는 두 가지 주요 구성은 더블 블록 & 블리드(DBB)와 바이패스 루프(bypass loop)입니다. 이 두 구성을 사용하면 예를 들어, 시트 전반의 누설이 유지보수 중인 라인 내에 서서히 압력을 누적시키는 등의 결과를 초래하는 안전 위험을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이제 산업 표준에서 블록 밸브 하나만 있거나 백업이 없는 상황을 막는 것도 이러한 이유 때문입니다.

유체 시스템 차단 및 감압용 밸브 선택

유체 시스템에서 유지보수를 준비할 때 첫 단계는 감압이므로, 일련의 밸브를 사용하여 압력을 배출함으로써 차단 및 감압이 이루어집니다. 이때 가장 좋은 방법은 압력 축적을 방지할 수 있도록 유지보수를 실행할 라인 부분에 두 블록 밸브를 연달아 설치하는 것입니다. 정상 밸브라면 시트에서 잘 누설되지 않아야 하지만, 그래도 누설이 발생할 수 있습니다. 예컨대, 라인이 실외에 있다면 태양열에 의해 가열되어 밸브의 지정 등급 이상으로 압력이 올라갈 수 있습니다. 또한, 밸브를 적절하게 유지보수하지 않았을 경우 혹은 양압 차단에 적합하지 않은 밸브를 선택했을 경우도 포함됩니다. 이런 상황과 기타 잠재적인 누설을 방지하려면, 벤트(vent) 혹은 블리드 밸브(bleed valve)와 함께 두 번째 블록 밸브가 필요합니다. 대신, 가동 중단이 전혀 용납되지 않는 상황이라면, 유지보수 중인 라인의 부품 역할을 하는 바이패스 루프(bypass loop)가 탁월한 선택입니다.

어떻게 하면 적절한 블록 밸브를 선택할 수 있습니까?

차단 볼 밸브 및 니들 밸브는 계장 라인에서 가장 흔히 선택되는 제품이며, 적절한 제품을 선택하려면 각 시스템에 필요한 밸브의 시스템 사양을 확인해야 합니다.

볼 밸브:

볼 밸브는 빠른 차단과 대유량에 매우 적합합니다. 흐름 방향이나 차단 유무를 표시하는 핸들 또한 매우 유용합니다. 그러나 유체가 액체일 경우 볼 밸브가 갑작스럽게 액체의 흐름을 차단하여 유압 충격 혹은 ‘수격 현상’을 일으킬 수 있고, 차단 밸브 전단에 있는 압력 표시기, 유량계, 기타 부품이 손상될 수 있습니다. 유압 충격을 방지하는 데에는 몇 가지 방법이 있습니다. 그중 하나는 바이패스 루프를 통합하는 것입니다. 첫 번째 볼 밸브를 닫기 전에 바이패스 루프가 열려 유체가 흐르게 되므로, 유체 흐름이 갑작스럽게 멈추지 않고 압력이 급상승하지도 않습니다. 두 번째 옵션은 볼 밸브 대신 니들 밸브를 설치하는 것입니다.

볼 밸브

니들 밸브:

원래 니들 밸브는 유량 제어 혹은 미세 유량 제어 목적으로 설계되었지만 대부분 양압 차단에도 효과적입니다. 또한, 니들 밸브를 사용하면 유체 시스템이 점진적으로 차단되기 때문에 유압 충격을 방지할 수 있습니다. 니들 밸브를 블록 밸브로 사용하는 경우, 해당 목적에 맞게 회전 팁(rotating tip) 혹은 소프트 스템 팁(soft stem tip)과 함께 설계해야 합니다. 니들 밸브를 사용할 때 누설을 방지하려면 특별한 설계 고려 사항이 필요할 수 있습니다. 예컨대, 차단 중 금속 V-팁이 금속 시트로 갈려 들어가 긁힘을 유발할 수 있습니다.  

니들 밸브

일체형 DBB:

Swagelok은 추가적인 신뢰성을 제공하는 일체형 더블 블록 & 블리드(DBB) 구성을 공급합니다. 이 구성은 잠재적 누설 지점이 더 적으며, 공간과 무게가 감소되고, 설치가 간편하므로 시스템을 더욱 간소화할 수 있습니다.

일체형 DBB 밸브

차단 구성에 무심코 부적절한 유체 시스템 부품을 사용하지 않도록 주의하십시오. 볼 밸브 차단 구성에 무심코 부적절한 유체 시스템 부품을 사용하지 않도록 주의하십시오. 볼 밸브와 일부 니들 밸브 종류는 양압 차단을 목적으로 설계되었지만, 레귤레이터는 그렇지 않습니다. 대부분의 유체 흐름을 막을 때 사용할 수 있다고 해도 그렇습니다.– 레귤레이터 주변에서 차단이 필요할 때는 전단에 볼 밸브를 설치하는 것이 가장 안전합니다.

블록 밸브를 선택하는 이외에, 차단 구성의 두 번째 블록 밸브 후단에 압력 표시기를 설치하는 것도 좋은 방법입니다. 그렇게 하면 유지보수 중 압력을 육안으로 확인할 수 있기 때문입니다.

시간을 두고 블록 밸브를 사용하여 유체 시스템 라인을 올바르게 차단하면 더 안전하게 유지보수를 수행할 수 있을 뿐 아니라, 시스템 가동 시간을 늘려 플랜트의 수익성을 높일 수 있습니다.

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